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1、第五章 放大电路中的反馈 第四节 正弦波振荡电路,放大电路中，需在其输入端加输入信号，输出端才有信号输出。,振荡电路则不须外接输入信号，其输出端就有信号输出， 这种现象称为自激振荡。,如果电路依靠本身的自激振荡产生一定频率和幅度的输出信号，这种电路就称为振荡电路。,以放大电路为基础，加上正反馈网络就构成振荡电路。,据输出波形的不同， 振荡电路可以分为：,非正弦波振荡电路,正弦波振荡电路,方波、三角波产生电路,产生正弦波信号,本节重点介绍,第五章 放大电路中的反馈 第四节 正弦波振荡电路,一、 自激振荡的条件,振荡电路不须外接信号源，它的输入信号从何而来呢？,图5-17 振荡电路方框图,振荡电路
2、的框图见5-17,两个主要组成部分,基本放大电路 （表示基本放大电路的电压放大倍数）,反馈网络 （表示反馈电路的反馈系数）,当开关S置于位置“1”时，反馈 网络不起作用，此时的电路是 基本的放大电路。,第五章 放大电路中的反馈 第四节 正弦波振荡电路,如将输出电压经反馈电路回送到输入端，并使反馈电压与 输入电压相等（大小相等，极性相同），那么当开关位置“2”时， 放大电路就成为振荡电路。,由框图可见，振荡电路是一个没有输入信号的正反馈放大电路。,第五章 放大电路中的反馈 第四节 正弦波振荡电路,可知：一个电路要形成振荡，须满足 。,而反馈电压为：,幅值条件,由此可得电路的振荡条件为：,因,式中
3、，n0，1，2，3，即反馈电压与输入电压的相位相同，也就是电路构成正反馈。因此电路必须正确连接。,相位条件,维持稳定的振荡，须同时满足2条件,第五章 放大电路中的反馈 第四节 正弦波振荡电路,放大电路连成多级负反馈电路并构成闭环后，由于附加移相 的影响，可使放大电路在无输入信号的情况下有输出信号，也即 产生了自激振荡，影响放大器的正常工作，使用时应注意加以避 免和消除。,说明：,正弦波振荡电路中，也正是应用了电路的自激振荡来产生一 定幅度、一定频率的正弦波输出信号。,应注意的是：在正弦波振荡电路中是人为地在电路中引入 正反馈使电路产生自激振荡，而不是由电路中负反馈产生的附 加移相所引起的自激振
4、荡。,这是二者本质的不同。,第五章 放大电路中的反馈 第四节 正弦波振荡电路,二、振荡的建立和振荡的稳定 振荡电路最初的起振：是靠电路本身的各种电压的变化，这些输入电压信号也都会使放大器的输出端得到相应的很小的输出电压，这些输出电压经反馈网络反馈后得到反馈电压，不断经过反馈后，反馈电压逐渐增大，只要满足AUF1和正反馈条件时电路即可起振。,振荡电路通过 放大正反馈再放大再正反馈等不断重复，输出电 压幅度不断增大，使基本放大电路的晶体管进入非线性区，造成放大倍数下降，直到满足AuF=1时使振荡电路稳定地工作，输出电压达到并保持一定的稳定值。这就是振荡电路从AuF1起振过渡到AuF=1稳定工作的过
5、程。,第五章 放大电路中的反馈 第四节 正弦波振荡电路,可见，振荡电路的起振条件为：,(1)起振信号是一些不规则的非正弦干扰信号，包含许多谐波 分量，即包含许多不同频率、不同幅值的正弦量，究竟哪一种频率可最终形成输出信号就需要由选频电路来决定。 (2)选频电路将所需频率的信号经过逐级放大使之形成振荡，而将其它频率的信号加以抑制。因此振荡电路必须有选频电路，通过选频电路选频后才能输出一定频率和一定幅值的正弦信号。,(3)正弦波振荡电路一般还包括稳幅环节。当外界条件发生变化（如温度的变化等）引起输出信号的幅值发生变化时，通过调节稳幅环节，能够自动实现输出电压的幅值稳定不变。,第五章 放大电路中的反
6、馈 第四节 正弦波振荡电路,正弦波振荡电路一般由基本放大器、接成正反馈的选频网络，稳幅环节等组成。,综上：,据正弦波振荡电路的形式不同可以分为：,振荡电路,振荡电路,三、 正弦波振荡电路,正弦波振荡电路是一种低频的振荡电路，其振荡频率可从1Hz以下到几百千赫，频率范围很宽。,第五章 放大电路中的反馈 第四节 正弦波振荡电路,正弦波振荡电路,选频网络,放大器,基本运算放大器为同相端 输入方式，即输入电压 从 并联电路的两端取得，为 输出电压 的一部分。,正反馈网络由RC串并联电路构成，接在同相输入端，且反馈网络具有选频特性，将输出电压经选频后的信号反馈回去；,、 组成负反馈网络，用来控制同相输入
7、运算放大电路的闭环放大倍数，使之满足起振条件。,第五章 放大电路中的反馈 第四节 正弦波振荡电路,具有负的温度系数，起到自动稳幅的作用。,当任何原因使振荡幅度增大时，流过 的电流增大，它的阻值就相应减小。,就会使负反馈的电压 升高，其结果使振荡幅度回落。,反之，当振荡幅度减小时，也可使之回升，因此可以起到稳定输出电压幅度的作用。,由于选频电路中的 、 和反馈网络中的 、 正好构成电桥的四臂，放大电路的输出端和输入端分别接在电桥的两对角上，故将这种振荡电路称为 桥式振荡电路。,第五章 放大电路中的反馈 第四节 正弦波振荡电路,1. RC串并联电路的选频特性,设该电路的输入电压为 ，输出电压为 ，
8、则反馈系数 为,第五章 放大电路中的反馈 第四节 正弦波振荡电路,说明：为了方便调节频率，通常取：,则：,RC串并联电路的频率特性,（幅频特性）,（相频特性 ）,第五章 放大电路中的反馈 第四节 正弦波振荡电路,RC串并联电路的频率特性：,当,即谐振频率,反馈系数达最大值：,且,第五章 放大电路中的反馈 第四节 正弦波振荡电路,2. RC桥式振荡电路,前述振荡电路产生振荡的相位条件为：,串并联选频电路的,即有 和 同相位，则必须有基本放大电路的：,即振荡电路中基本放大器部分的输入电压与输出电压必须是同相位是，才能使RC串并联选频振荡电路满足振荡的相位条件要求。,其它 的频率信号，由于不能满足振
9、荡的相位关系而被抑制，因此该电路的振荡频率为 ，改变RC的值可调整。,分析起振的幅值条件和相位条件,第五章 放大电路中的反馈 第四节 正弦波振荡电路,前述振荡电路产生振荡还要满足的幅值条件。,即起振要求幅值条件：,分析RC桥式振荡电路是否满足起振的幅值条件？,只需使,同相比例运算放大器的电压放大倍数为：,只要选取 即可满足起振条件。,注：若振荡电路的基本放大器部分采用两级以上的阻容耦合放大电路，这样的起振条件是很容易满足的。,第五章 放大电路中的反馈 第四节 正弦波振荡电路,温度T Uo ,分析组成的负反馈网络 的稳定电压的过程。, R3（负温度系数）, Uo ,同理可分析当温度下降时，负反馈
10、网络的自动稳幅过程。请读者自行分析。,第五章 放大电路中的反馈 第四节 正弦波振荡电路,例5-6 图5-21是一个文氏桥式振荡电路，各组成部分 的值如图中标示。判断该电路是否满足起振条件。,解：,串并联电路的振荡频率,第五章 放大电路中的反馈 第四节 正弦波振荡电路,当 ， ，又,因此满足振荡的相位条件。,此时， ，由图可知，同相输入运算放大电路的电压放大 倍数为：,调节电位器 ，使满足式 ，就可满足,的幅值要求，该电路就能起振。,由于 是增幅振荡，振荡的幅度不断增大，只有受运算放大器的最大输出幅值的限制，才能稳定下来。此时波形已有较大的失真。为减小失真，在电阻 的两端并联两个二极管，起到双向自动稳幅的作用。,
